bakalářská práce

Systém řízení rekreačního objektu

Text práce 2.52 MB Příloha 66.47 kB Příloha 6.38 MB

Autor práce: Ing. Petr Vávra

Ak. rok: 2019/2020

Vedoucí: doc. Ing. Petr Fiedler, Ph.D.

Oponent: Ing. Tomáš Benešl

Abstrakt:

Práce se zabývá návrhem řídicího systému elektrického vytápění a elektricky posuvných žaluzií pro rekreační nemovitost s dálkovým přístupem. V teoretické části jsou zmíněny používané metody dálkového přístupu a ovládání, které se používají v komerčních systémech.

V praktické části je navržený systém implementován na programovatelném automatu a Raspberry Pi. Pro dálkové řízení a komunikaci byl vybrán protokol HomeKit, do kterého je integrováno ovládání vytápění i žaluzií. Pro žaluzie byl vybrán a implementován systém automatického řízení pro optimalizaci spotřeby energie.

Klíčová slova:

HomeKit, programovatelný automat, Raspberry Pi, venkovní žaluzie, elektrické vytápění

Termín obhajoby

25.06.2020

Výsledek obhajoby

obhájeno (práce byla úspěšně obhájena)

znamkaAznamka

Klasifikace

A

Průběh obhajoby

Student obhájil bakalářskou práci. Komise neměla žádné námitky k řešené práci. Student byl dotazován na vzájemné blokování žaluzií. Dále student diskutoval řešení validnosti PLC a RPi. Další dotaz se týkal režimů termostatu, použitého v BP. Student osvětlil jak vzdáleně detekuje a indikuje poruchu jednotlivých zařízení a následně problematiku alarmování. V průběhu odborné rozpravy odpověděl na dotazy komise i oponenta.

Jazyk práce

čeština

Fakulta

Ústav

Studijní program

Automatizační a měřicí technika (BPC-AMT)

Složení komise

doc. Ing. Petr Beneš, Ph.D. (předseda)
doc. Ing. Petr Fiedler, Ph.D. (místopředseda)
Ing. Jakub Hrabec, Ph.D. (člen)
Ing. Petr Petyovský, Ph.D. (člen)
Ing. Libor Veselý, Ph.D. (člen)

Cílem práce bylo navrhnout a realizovat malý řídicí systém vhodný pro řízení infrastruktury menšího rekreačního objektu. Řídicí systém měl umožnit ovládání žaluzií, řízení vytápění, dálkový přístup a také schopnost alespoň omezeného provozu v případě výpadku subsystému, který zajišťuje dálkový přístup. Autor během řešení postupoval systematicky, pravidelně konzultoval, aktivně navrhoval možné způsoby řešení a diskutoval jednotlivé možné varianty. Jako vedoucí oceňuji, že práce byla řešena průběžně a stejně tak průběžně vznikala dokumentační část práce. Práce je z formálního hlediska zpracována na vysoké úrovni a dokumentace je realizována přiměřeně podrobným způsobem. Oceňuji, že autor postupoval během návrhu pečlivě a přiměřeně podrobným způsobem dokumentoval jednotlivá rozhodnutí, včetně provedených výpočtů zatížení komponent. Práci považuji i díky prokázané pečlivosti za nadprůměrnou.
Autor při řešení prokázal velmi dobré schopnosti a práci proto celkově hodnotím jako výbornou. Výsledný počet bodů navržený vedoucím: 93

Známka navržená vedoucím: A

Posudek oponenta
Ing. Tomáš Benešl

Zadáním studenta bylo navrhnout řídicí systém pro infrastrukturu malého rekreačního objektu. Téma považuju za středně náročné a z hlediska IoT iniciativy za velice aktuální.
Průzkum trhu na dostupné komponenty pan Vávra udělal velice důkladně, avšak, dle mého názoru, volba komponent byla není příliš vhodná. V zadání je uvedeno: „koncepci navrhněte tak, aby případný výpadek komponent neznemožnil využívání objektu“, pan Vávra však vůbec nezvážil všechny hazardní stavy, které mohou nastat – viz otázky k obhajobě. Pro ovládání dvojice žaluzií a vytápění třech pokojů mi přijde kombinace RPi, Siemens PLC a Apple zařízení trošku přehnaná. V případě poruchy bude velice náročná diagnostika problému, kde a jaká komunikace nefunguje nebo jaké zařízení je v poruše.
Autor také tvrdí, že RPi nedisponuje veškerou konektivitou, avšak použité protokoly jsou Modbus RTU a HomeKit, kde tedy pouze stačí použít např. USB <-> RS485 převodník a v podstatě je celé PLC zbytečné. Následně zmiňuje, že použití Siemens PLC je robustnější a z hlediska dlouhodobé spolehlivosti lepší v čemž má, dle mého názoru, pravdu a tím si obhajuje jeho použití. Při cenách autor nezapočítává cenu vývojového prostředí pro Siemens PLC, které by celý projekt ještě více prodražilo. Pokud pan Vávra chtěl použít průmyslové řešení a PLC v tomto případě spíše bych volil UniPi (pravdou je, že z hlediska dlouhodobého použití zatím nelze znát jeho spolehlivost), kde je případně možné doimplementovat jakoukoli funkcionalitu a připojit tak i další zařízení, které by v buducnosti v domácnosti mohli přibýt.
Při komunikaci PLC <-> RPi není použit žádný watchdog komunikace, a tak vlastně ani jedno ze zařízení neví, zda jsou aktuální data v bufferu validní.
Textová část práce obsahuje překlepy, nefunkční odkazy a sémantické chyby. Rozsah, práce s literaturou i struktura práce odpovídá bakalářské práci. Kapitoly odpovídají postupu vypracování, celá práce je dostatečně podrobná a obsahuje informace, které je potřeba k implementaci jemu navrhnuté koncepci. Přes to, že student zvolil koncept ne příliš vhodně je zjevné, že implementací pan Vávra strávil velké množství času a svůj cíl inteligentní domácnosti dokončil.
Přes nedostatky zmíněné výše lze však tvrdit, že student má znalosti na úrovni bakalářského studia a práci doporučuji k obhajobě s hodnocením B 80 bodů. Otázky k obhajobě:
  1. Mohl byste a případně jak využít relé s pomocným kontaktem pro vzájemné blokování pro žaluzie?
  2. Jakým způsobem lze zabezpečit validnost dat mezi PLC a RPi?
  3. V práci tvrdíte, že pokud je termostat v režimu ECO nelze hodnotu měnit z terminálu, pak předpokládám, že v režimu Komfort je pak možné zase regulovat pouze na teplotu zadanou v termostatu z klávesnice. Máte v dashboardu na RPi nebo v aplikaci domácnost zobrazený aktuální stav termostatu?
  4. Jak vzdáleně detekujete a indikujete poruchu jednotlivých zařízeni?
  5. Zvážil jste možnost alarmování uživatele v poruchových stavech (topení probíhá již x hodin a teplota se nezvyšuje…)? Jaké poruchové stavy by mohly nastat a co by je mohlo způsobit?
Výsledný počet bodů navržený oponentem: 80

Známka navržená oponentem: B

Odpovědnost: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová